精密機(jī)械設(shè)計(jì)第1章

精密機(jī)械零件的受力分析與第2章

精密機(jī)械零件受力變形與應(yīng)第3章

平面機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析第4章

平面連桿機(jī)構(gòu)第5章

凸輪機(jī)構(gòu)第6章

齒輪機(jī)構(gòu)第7章

輪系第8章

精密機(jī)械設(shè)計(jì)概論

第9章

齒輪傳動(dòng)第10章

帶傳動(dòng)第11章

軸第12章

軸承第13章

彈性元件第14章

導(dǎo)軌與基座第15章

聯(lián)接全套可編輯PPT課件

第一章

精密機(jī)械零件的受力分析與平衡力學(xué)的基本概念約束、約束反力與受力圖精密機(jī)械零件的受力平衡§1力學(xué)的基本概念

力是物體間的相互作用，這種作用使得物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，同時(shí)物體也發(fā)生了變形。

力的三要素：作用點(diǎn)、方向、大小.

力作用于物體，使得物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的效應(yīng)稱為力的外效應(yīng)；力使物體產(chǎn)生變形的效應(yīng)稱為力的內(nèi)效應(yīng)。一.力的概念二.剛體的概念

就是在任何力的作用下，物體的大小和形狀都保持不變的物體.（其實(shí)是忽略微小變形的理想化結(jié)果）

外力作用下物體視為剛體的情況：①研究物體受力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系時(shí)；②由平衡條件求解物體所受外力時(shí);三.平衡

平衡是物體相對(duì)于地球處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。作用在剛體上使剛體處于平衡狀態(tài)的力系稱為平衡力系。平衡力系應(yīng)滿足的條件稱為平衡條件。1.二力平衡理論

圖1-2剛體的平衡圖1-3二力體的平衡

一個(gè)零件受兩個(gè)力的作用平衡，則此二力等值、反向、共線。

二力桿上二平衡力作用點(diǎn)的連線就是力的作用線。四.靜力學(xué)公理2.加減平衡力系理論我們發(fā)現(xiàn)在作用于剛體上的任一力系中，加上或減去任意平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體的效應(yīng)。作用于剛體上的力可沿其作用線移至剛體上的任一點(diǎn)，而不改變此力對(duì)剛體的作用效應(yīng)。這就是力的可傳性原理。剛體的狀態(tài)在前后并沒有發(fā)生改變，即力的作用效應(yīng)相同。注意：力的可傳性原理僅僅適用于剛體。對(duì)于需要考慮形變的物體，力不能沿其作用線移動(dòng)，因?yàn)橐苿?dòng)后將改變物體內(nèi)部的受力和變形情況。

桿的受力與變形二力合成

F1F2RCBAO

F1F2RCAO合力大小三角形法則3.力的平行四邊形法則

4.三力平衡交匯定理（三力匯交是平衡的必要條件）當(dāng)剛體受不平行的三個(gè)力作用（其中兩個(gè)力的作用線相交于一點(diǎn)）而平衡時(shí)，這三個(gè)力的作用線必匯交于一點(diǎn)。根據(jù)此定理可以確定剛體在受不平行三力而處于平衡時(shí)未知力的方向。

5.作用與反作用定律F1、F2的合力Ｒ與F3平衡§2約束、約束反力與受力圖在受力分析中通常把零件在某些方向的運(yùn)動(dòng)加以限制，這就是約束；把構(gòu)成約束的周圍物體稱為約束體;約束體作用于研究對(duì)象上的一定的力稱為約束反力.

約束反力的方向總是與約束體所能限制的運(yùn)動(dòng)方向相反，這是確定約束反力方向的一個(gè)原則。在機(jī)械零件的靜力學(xué)中，約束反力和物體所受的主動(dòng)力組成平衡力系，可用平衡條件求出約束反力。一.約束與約束反力1.柔索約束二.機(jī)械零件中常見的約束類型及其反力約束反力沿繩索方向，且只能是拉力。NNANBAWOBA

約束反力經(jīng)過接觸點(diǎn)沿光滑接觸面的法線方向，指向物體，稱為法向壓力或正壓力(不計(jì)摩擦)。2.光滑面約束分固定鉸鏈支座、活動(dòng)鉸鏈支座和中間鉸鏈。3.光滑圓柱鉸鏈約束約束反力通過鉸鏈中心，方向和大小由主動(dòng)力決定。（兩個(gè)未知數(shù)）固定鉸鏈約束活動(dòng)鉸鏈約束反力通過鉸鏈中心，垂直于支承面；不能承受水平方向的力。中間鉸鏈

在工程結(jié)構(gòu)中，兩端用光滑鉸鏈與其他物體連接起來的剛體桿，如果不計(jì)桿的自重且桿上無其他力作用，若桿處于平衡狀態(tài)，則該剛體桿是一個(gè)二力桿。剛體桿兩端所受到的兩個(gè)約束反力為一對(duì)平衡力,這兩個(gè)約束反力大小相等，方向相反，作用線相同。163三.受力圖求解靜力平衡的問題時(shí)，必須首先進(jìn)行受力分析:1.將研究對(duì)象從周圍的約束中分離出來，即解除約束;2.畫出其所受全部力的簡(jiǎn)圖(畫出主動(dòng)力,用約束反力代替約束);§3精密機(jī)械零件的受力平衡

物體受力的平衡條件必須滿足：

1.力系中各力沿任一方向的分力的代數(shù)和為零。

2.力系中各力對(duì)任意點(diǎn)（軸）的力矩的代數(shù)和為零。一.共線力的平衡

在平面力系中，物體平衡的必要條件是:

各力的矢量和為零，即∑F=0;或各力在平面坐標(biāo)系x,y兩軸上投影代數(shù)和均為零.除此之外，還應(yīng)該具備物體平衡的充分條件，即滿足各力對(duì)平面內(nèi)任意一點(diǎn)的力矩和也為零，即∑MO(F)=0

。二.平面力系的平衡

空間力系的平衡必須具有六個(gè)平衡條件，各力在x,y,z三軸方向投影的代數(shù)和等于零，繞Ox,Oy,Oz三軸的力矩和等于零:

三.空間力系的平衡例:

設(shè)有一水平構(gòu)件AB，用固定鉸鏈支座及軟繩與墻壁連接，AB上作用著負(fù)荷P1=40N，P2=100N，構(gòu)件自重忽略不計(jì)，如圖1-20(a)所示。求繩內(nèi)拉力T及A點(diǎn)鉸鏈作用于構(gòu)件的反力R。解:

取構(gòu)件AB作為研究對(duì)象，作其受力圖，力系中有三個(gè)未知量，分別是T，R與θ;應(yīng)用三個(gè)平衡方程式，得，

T=193N

第二章精密機(jī)械零件

受力變形與應(yīng)力分析第一節(jié)精密機(jī)械零件的強(qiáng)度與剛度第二節(jié)桿件的拉伸與壓縮第三節(jié)機(jī)械零件的剪切第四節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)第五節(jié)梁類零件的平面彎曲主要內(nèi)容§1精密機(jī)械零件的強(qiáng)度與剛度二.剛度零件抵抗變形的能力。要求零件在受力時(shí)所產(chǎn)生的彈性變形在允許的限度內(nèi)。一.強(qiáng)度零件抵抗破壞的能力。破壞形式：斷裂、過大的塑性變形。按載荷特征分類集中載荷分布載荷（均布載荷、非均布載荷）按載荷性質(zhì)分類靜載荷動(dòng)載荷三.受力外力及其分類外界對(duì)構(gòu)件的作用力稱為外力。載荷約束反力

按外力作用的來源分類：體積力

物體的自重、慣性力等是體積力表面力

作用于容器壁上的液體壓力、兩物體間的接觸壓力

按外力作用的方式分類：靜載荷

動(dòng)載荷

如交變載荷、沖擊載荷按外力隨時(shí)間變化分類：絕大多數(shù)物體的變形被限制在彈性范圍內(nèi)，這時(shí)的物體被成為彈性體。四.變形物體受力后發(fā)生尺寸和形狀的改變外力撤去后可完全消失的變形稱彈性變形；外力解除后不能消失的變形成塑性變形;對(duì)彈性體假設(shè):①連續(xù)性假設(shè)。認(rèn)為組成彈性體的物質(zhì)毫無空隙地充滿了彈性體的整個(gè)幾何空間。彈性體中的力學(xué)量和變形量都可以表示成坐標(biāo)的連續(xù)函數(shù)。②均勻性假設(shè)。認(rèn)為彈性體內(nèi)各點(diǎn)處的力學(xué)性能是相同的。從彈性體內(nèi)部任何部位所切取的微單元體，都具有完全相同的力學(xué)性能。③各向同性假設(shè)。認(rèn)為彈性體沿著不同方向具有相同的力學(xué)性能。內(nèi)力：桿件受外力作用發(fā)生變形時(shí)，其內(nèi)部分子間同時(shí)產(chǎn)生一種力圖恢復(fù)到變形前的形狀和尺寸的抵抗力。內(nèi)力與外力互相對(duì)立，互相依存，同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失。內(nèi)力求取方法—截面法應(yīng)力(

)：橫截面單位面積上的內(nèi)力。

>0，拉應(yīng)力；

<0，壓應(yīng)力;§2桿件的拉伸與壓縮一.內(nèi)力與應(yīng)力沿軸線方向的內(nèi)力FN稱為軸力，使桿件產(chǎn)生軸向伸長(zhǎng)或縮短；與橫截面相切的內(nèi)力FSy和FSz稱為剪力，使相鄰橫截面產(chǎn)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)；繞x軸的力偶Mx稱為扭矩，使各橫截面產(chǎn)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)；繞y軸和z軸的力偶My和Mz稱為彎矩，使桿件分別產(chǎn)生xz平面內(nèi)和xy平面內(nèi)的彎曲變形。由于桿件是平衡的，它的任一部分也是平衡的。內(nèi)力和內(nèi)力偶與作用在該桿段上的外力構(gòu)成平衡力系。由平衡方程，，，，為了區(qū)別內(nèi)力的拉、壓性質(zhì)，規(guī)定拉力取“+”號(hào)，壓力取“-”號(hào)。

垂直于截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力，用符號(hào)“σ”表示，直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的正應(yīng)力公式

式中N——橫截面上的內(nèi)力，N；

A——橫截面面積，m2;由于內(nèi)力總是與外力平衡，所以計(jì)算應(yīng)力時(shí)，可直接用外力大小來計(jì)算，即；胡克定律也可以寫為另一種形式

材料在彈性限度內(nèi)，桿件的絕對(duì)伸長(zhǎng)（或縮短）與外力P及桿長(zhǎng)l成正比，與桿件橫截面面積A及材料的彈性模量E成反比。根據(jù)低碳鋼拉伸實(shí)驗(yàn)，材料在彈性限度內(nèi)，應(yīng)力σ與應(yīng)變?chǔ)懦烧龋春硕啥?強(qiáng)度計(jì)算要保證構(gòu)件工作時(shí)不至于被破壞，必須使工作應(yīng)力小于材料的極限應(yīng)力。桿中的最大工作應(yīng)力必須滿足如下條件：一般鋼材s=2.0～2.5，對(duì)脆性材料s=2.0～3.5。

脆性材料:極限應(yīng)力取強(qiáng)度極限σb；塑性材料：極限應(yīng)力取屈服極限σs；強(qiáng)度條件在設(shè)計(jì)中可用于解決三類問題：截面積的計(jì)算強(qiáng)度校核3.許用負(fù)荷的確定①?gòu)陌踩慕嵌瓤紤]，應(yīng)加大安全系數(shù)，降低許用應(yīng)力，就要增加材料的消耗和機(jī)器的重量，造成浪費(fèi)。②從經(jīng)濟(jì)角度考慮，應(yīng)減小安全系數(shù)，提高許用應(yīng)力，這樣可以少用材料，減輕自重，但又有損于安全?！?機(jī)械零件的剪切一．內(nèi)力與應(yīng)力一對(duì)大小相等、方向相反，且距離很近的橫向力作用于物體兩側(cè)，物體受力后受剪面（橫截面）發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，稱為剪切變形。作用力P稱為剪切力，發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)的面稱為剪切面。工程中常用螺栓，銷釘聯(lián)接其他構(gòu)件，螺栓，銷釘為聯(lián)接件，構(gòu)件為被聯(lián)接件。鉚釘聯(lián)接：剪應(yīng)力的大小可用下式求出：

式中A——受剪面面積通常認(rèn)為剪應(yīng)力沿受剪面均勻分布。

為了使聯(lián)接件不被剪斷，應(yīng)使其工作時(shí)的剪切應(yīng)力小于或等于材料的許用剪切應(yīng)力，故剪切強(qiáng)度條件為：

二.剪切的強(qiáng)度計(jì)算例:汽車中的轉(zhuǎn)向軸在桿端垂直于軸線的平面內(nèi)作用有外力偶M0

外力作用特點(diǎn)桿件扭轉(zhuǎn)時(shí)，任意兩橫截面間相對(duì)轉(zhuǎn)過的角度，稱為兩截面的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角，用fAB

表示。

變形特點(diǎn)§4機(jī)械零件的扭轉(zhuǎn)圓軸扭轉(zhuǎn)變形特征各圓周線的形狀和大小不變，間距不變。各圓周線（橫截面）都繞軸心線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)了某一角度。各縱線都轉(zhuǎn)動(dòng)了（傾斜）同一微小角度

（剪切角或剪應(yīng)變），小方格發(fā)生歪斜。lM

轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力特點(diǎn)是：作用于其上的外力是一對(duì)轉(zhuǎn)向相反、作用面與桿件橫截面平行的外力偶矩。桿件變形的特點(diǎn)是：桿的任意兩個(gè)橫截面圍繞軸線作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。桿件的這種變形稱為扭轉(zhuǎn)。一.軸類零件的扭轉(zhuǎn)內(nèi)力和應(yīng)力由平衡方程

Mn是橫截面上的內(nèi)力偶矩，稱為扭矩。取左邊部分外力偶

外力偶

內(nèi)力偶

平衡現(xiàn)在以受兩外扭矩M作用的圓軸為例，分析扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力和應(yīng)力.dx圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的剪應(yīng)力

1、變形幾何方程rd

oo'推論一：圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上只有垂直于半徑方向的剪應(yīng)力，而無正應(yīng)力。推論二：橫截面上各點(diǎn)剪應(yīng)變與該點(diǎn)到軸心的距離成正比。在彈性范圍內(nèi)，剪應(yīng)力

與剪應(yīng)變

之間的關(guān)系符合虎克定律

maxMn推論三：橫截面上各點(diǎn)剪應(yīng)力與該點(diǎn)到軸心的距離成正比。２．物理方程

上式說明，當(dāng)圓軸材料一定時(shí)，剪切應(yīng)力沿著截面半徑按線性規(guī)律變化，即τ與ρ成正比，其方向垂直于半徑，并與扭矩方向相符合。在截面上距圓心處取微面積dA，其上的微內(nèi)力為，因與半徑垂直，該微內(nèi)力對(duì)圓心的矩為，截面上所有微力矩的合力矩，即微力矩在整個(gè)橫截面上的積分，應(yīng)該是截面上的扭矩Mn，即:3、靜力學(xué)關(guān)系式中——橫截面上距軸心為處的切應(yīng)力；

——圓軸橫截面上的扭矩；

——橫截面上所求切應(yīng)力的點(diǎn)到軸心的距離；

——橫截面的極慣性矩。橫截面外圓周上點(diǎn)的剪應(yīng)力和剪應(yīng)變最大圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上切應(yīng)力的計(jì)算公式，最大切應(yīng)力發(fā)生在距軸心最遠(yuǎn)的圓截面的邊緣．即：稱為圓軸的抗扭截面模量，與極慣性矩一樣，也是僅與截面形狀、尺寸有關(guān)的幾何量。橫截面最大剪應(yīng)力與橫截面的抗扭截面模量成反比二．扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度和剛度計(jì)算

1.扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，要保證其正常工作，必須使最大剪切應(yīng)力不超過許用剪切應(yīng)力，即扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為：

塑性材料

脆性材料

空心軸圓軸2．扭轉(zhuǎn)剛度條件

工程上，對(duì)受扭圓軸的剛度要求，通常是限制軸的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角的最大值，所謂單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角度就是：則軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為：工程上習(xí)慣采用°/m為單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角的單位，剛度條件可表示成：各類軸的許用單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角可在有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得。對(duì)精密機(jī)器的軸[θ]=(0.25～0.50)0/m；一般傳動(dòng)軸[θ]=(0.5～1.0)0/m；精度要求不高的軸[θ]=(1.0～2.5)0/m。

與桿的拉壓、軸的扭轉(zhuǎn)一樣，彎曲是又一種形式的基本變形。承受彎曲作用的桿，稱之為梁?！?梁類零件的平面彎曲一．梁類零件的類型平面彎曲梁的條件：梁的橫截面至少有一個(gè)對(duì)稱軸；全梁有縱向?qū)ΨQ面，所有的外力都作用在縱向?qū)ΨQ內(nèi)。平面彎曲的特點(diǎn)：梁的軸線在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)彎曲成為一條平面曲線。梁類零件的類型簡(jiǎn)支梁、外伸梁和懸臂梁二．梁類零件彎曲時(shí)的內(nèi)力與應(yīng)力

1.彎曲時(shí)的內(nèi)力

以吊車橫梁為例分析梁彎曲時(shí)的內(nèi)力如圖所示：

2.彎曲時(shí)的應(yīng)力取一矩形截面純彎曲梁段進(jìn)行研究。加載前，在梁表面畫上縱橫直線。梁受彎變形后，可觀察到如下現(xiàn)象:①橫向直線變形后仍為直線，只是各橫向線間存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，但仍與變形后的縱向線正交。②縱向線都變?yōu)榛【€，位于中間位置的縱向線長(zhǎng)度不變，靠底面的縱向線伸長(zhǎng)，而靠頂面的縱向線卻縮短。

可作出如下假設(shè):①平面假設(shè):梁變形后的橫截面仍保持平面，且與變形后的梁軸線正交。②縱向纖維無擠壓假設(shè):縱向纖維的變形只是簡(jiǎn)單的拉伸或壓縮變形。平面彎曲變形特征粱橫截面繞中性軸轉(zhuǎn)動(dòng)，中性層以上纖維縮短，中性層以下纖維伸長(zhǎng)。橫截面上應(yīng)力中性層以上為壓應(yīng)力，中性層以下為拉應(yīng)力?？傊涸诩儚澢鷷r(shí)各橫截面仍保持為平面并繞中性軸作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，各縱向纖維處于拉壓受力狀態(tài)。

根據(jù)單向受力狀態(tài)的胡克定律，當(dāng)應(yīng)力不超過材料的比例極限時(shí)，橫截面上距中性軸y處的正應(yīng)力：

研究梁彎曲變形的基本公式：由此可見，在相同彎矩下，EIz值越大，梁的彎曲程度就越小，所以EIz稱為梁的抗彎剛度。式中

M——橫截面上的彎矩；

Iz——橫截面對(duì)中性軸z的慣性矩；

y——所求應(yīng)力的點(diǎn)到中性軸z的距離。

梁處于橫力彎曲狀態(tài)時(shí)，其最大正應(yīng)力將發(fā)生在內(nèi)力彎矩絕對(duì)值最大的截面上下邊緣處，其值為：

令，則上式寫成：

其中，Wz稱為梁的抗彎截面模量，單位為m3或mm3，與橫截面尺寸、形狀有關(guān)的幾何量。

三．梁類零件彎曲的強(qiáng)度計(jì)算

對(duì)于受彎曲的梁類零件，為了保證其安全工作，危險(xiǎn)截面上的最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于等于材料的許用彎曲應(yīng)力，故彎曲強(qiáng)度條件為：

對(duì)于抗拉與抗壓強(qiáng)度不同的材料，則應(yīng)按照抗拉和抗壓分別建立強(qiáng)度條件，即：§1運(yùn)動(dòng)副及其分類

第三章平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖與自由度計(jì)算§2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖§3平面機(jī)構(gòu)的自由度重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)副和運(yùn)動(dòng)鏈的概念、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制、機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件及機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算。

概述研究機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的目的：（1）探討機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的可能性及其具有確定運(yùn)動(dòng)的條件（2）對(duì)復(fù)雜機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，以便較透徹地了解機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)平面機(jī)構(gòu)——所有構(gòu)件都在相互平行的平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)xyo運(yùn)動(dòng)副:

兩構(gòu)件直接接觸并能產(chǎn)生一定相對(duì)運(yùn)動(dòng)的可動(dòng)聯(lián)接接觸形式:點(diǎn)、線、面§1運(yùn)動(dòng)副及其分類

運(yùn)動(dòng)副的分類：高副低副回轉(zhuǎn)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能在一個(gè)平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。（鉸鏈）移動(dòng)副：組成運(yùn)動(dòng)副的兩構(gòu)件只能沿某一軸線相對(duì)移動(dòng)。1.低副特點(diǎn)：面接觸、相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)或相對(duì)移動(dòng)

回轉(zhuǎn)副（轉(zhuǎn)動(dòng)副）移動(dòng)副

c)齒輪副凸輪副2高副

兩構(gòu)件通過點(diǎn)或線接觸組成的運(yùn)動(dòng)副

高副運(yùn)動(dòng)鏈:若干構(gòu)件通過運(yùn)動(dòng)副聯(lián)接而成的可動(dòng)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)中構(gòu)件的分類：

1、機(jī)架（描述運(yùn)動(dòng)的參考系）

2、原動(dòng)件（運(yùn)動(dòng)規(guī)律已知的構(gòu)件）

3、從動(dòng)件若將運(yùn)動(dòng)鏈中的一個(gè)構(gòu)件相對(duì)固定，運(yùn)動(dòng)鏈則成為機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)各部分的運(yùn)動(dòng)，取決于：原動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律、各運(yùn)動(dòng)副的類型、機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)尺寸(確定各運(yùn)動(dòng)副相對(duì)位置的尺寸)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖:（表示機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特征的一種工程用圖）用簡(jiǎn)單線條表示構(gòu)件規(guī)定符號(hào)代表運(yùn)動(dòng)副按比例定出運(yùn)動(dòng)副的相對(duì)位置與原機(jī)械具有完全相同的運(yùn)動(dòng)特性一.概述

§2平面機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖二.構(gòu)件的表示方法桿、軸類構(gòu)件機(jī)架同一構(gòu)件兩副構(gòu)件三副構(gòu)件三、運(yùn)動(dòng)副的表示方法轉(zhuǎn)動(dòng)副移動(dòng)副高副（齒輪副、凸輪副）２四、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的繪制方法步驟：分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)(確定構(gòu)件數(shù)目及原動(dòng)件、輸出構(gòu)件)各構(gòu)件間構(gòu)成何種運(yùn)動(dòng)副？選定比例尺、投影面，確定原動(dòng)件某一位置，按規(guī)

定符號(hào)繪制運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖標(biāo)明機(jī)架、原動(dòng)件和作圖比例尺繪制路線：原動(dòng)件

中間傳動(dòng)件

輸出構(gòu)件觀察重點(diǎn)：各構(gòu)件間構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)副類型五.例題：內(nèi)燃機(jī)一、平面機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算1.平面運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的自由度(構(gòu)件可能出現(xiàn)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng))

與其它構(gòu)件未用運(yùn)動(dòng)副連接之前：F=3用運(yùn)動(dòng)副與其它構(gòu)件連接后,運(yùn)動(dòng)副引入約束,

原自由度減少§3平面機(jī)構(gòu)的自由度2.平面運(yùn)動(dòng)副引入的約束R(對(duì)獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)所加的限制)xyoxyoR=2R=2R=1結(jié)論平面低副引入2個(gè)約束平面高副引入1個(gè)約束3.平面機(jī)構(gòu)自由度計(jì)算公式

設(shè)：機(jī)構(gòu)共有N個(gè)構(gòu)件活動(dòng)構(gòu)件數(shù)：n=N-1

低副數(shù)：PL

高副數(shù)：PH未連接前總自由度：3n連接后引入的總約束數(shù)：2PL+PH機(jī)構(gòu)自由度F：F=3n-(2PL+PH)機(jī)構(gòu)的自由度取決于該機(jī)構(gòu)的活動(dòng)構(gòu)件數(shù)目，低副的數(shù)目和高副的數(shù)目。機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件：

1.

F>0，F(xiàn)為原動(dòng)件數(shù)

2.F=原動(dòng)件數(shù)目即機(jī)構(gòu)的自由度等于原動(dòng)件數(shù)目二.機(jī)構(gòu)具有確定運(yùn)動(dòng)的條件的自由度：F=3n-2PL-PH

三.計(jì)算平面機(jī)構(gòu)自由度的注意事項(xiàng)m個(gè)構(gòu)件(m3)在同一處構(gòu)成共軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)副，形成(m-1)個(gè)低副。523要正確計(jì)算運(yùn)動(dòng)副數(shù)目1復(fù)合鉸鏈：

(3-1)個(gè)鉸鏈

2局部自由度：應(yīng)去掉！機(jī)構(gòu)中會(huì)出現(xiàn)這樣一類的自由度，它的存在與否都不影響整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。①

兩個(gè)構(gòu)件組成多個(gè)軸線重合的轉(zhuǎn)動(dòng)副或組成多個(gè)方向一致的移動(dòng)副時(shí)，只需考慮其中一處的約束，其余的均為虛約束。3.虛約束

應(yīng)去掉！目的：為了改善構(gòu)件的受力情況②機(jī)構(gòu)中對(duì)傳遞運(yùn)動(dòng)不起獨(dú)立作用的對(duì)稱部分在該機(jī)構(gòu)中，齒輪3是齒輪2的對(duì)稱部分，為虛約束計(jì)算時(shí)應(yīng)將齒輪3及其引入的約束去掉來計(jì)算同理，將齒輪2當(dāng)作虛約束去掉，完全一樣目的：為了改善構(gòu)件的受力情況12345③兩構(gòu)件某兩點(diǎn)之間的距離在運(yùn)動(dòng)中保持不變時(shí)應(yīng)用實(shí)例123④兩個(gè)構(gòu)件在多處接觸構(gòu)成平面高副,且各接觸點(diǎn)處公法線彼此重合,只有一個(gè)平面高副起作用,

其余是虛約束。

AA'例題分析

例:計(jì)算圖示機(jī)構(gòu)的自由度，并指出復(fù)合鉸鏈、局部自由度和虛約束?！?平面四桿機(jī)構(gòu)的基本性質(zhì)§3

平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

§1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式及其演化第四章

平面連桿機(jī)構(gòu)

第四章平面連桿機(jī)構(gòu)特點(diǎn)：①全部低副（面接觸），利于潤(rùn)滑，磨損小、傳載大、壽命長(zhǎng)；②易加工，精度高，制造成本低。③運(yùn)動(dòng)鏈較長(zhǎng)，所以運(yùn)動(dòng)累積誤差大，不能精確實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，設(shè)計(jì)計(jì)算較復(fù)雜。平面連桿機(jī)構(gòu)平面機(jī)構(gòu)+低副聯(lián)接(轉(zhuǎn)動(dòng)副、移動(dòng)副)最常用→平面四桿機(jī)構(gòu)（四個(gè)構(gòu)件→四根桿)→鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)（全由轉(zhuǎn)動(dòng)副相聯(lián)）機(jī)架：

固定的桿件連架桿：與機(jī)架相連的桿連桿：

連接連架桿的桿§1鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的基本型式和特性一、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)

組成曲柄：能轉(zhuǎn)動(dòng)360o的連架桿搖桿：不能轉(zhuǎn)動(dòng)360o的連架桿

1.曲柄搖桿機(jī)構(gòu)：連架桿┌曲柄→(一般)原動(dòng)件→勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

└搖桿→(一般)從動(dòng)件→變速往復(fù)擺動(dòng)

分類：

曲柄搖桿機(jī)構(gòu)特征：曲柄＋搖桿作用：將曲柄的整周回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)閾u桿的往復(fù)擺動(dòng)。雷達(dá)天線俯仰機(jī)構(gòu)(天線→搖桿)→調(diào)整天線俯仰角的大小

2.雙曲柄機(jī)構(gòu)：

連架桿均為曲柄→┌主動(dòng)曲柄:勻速轉(zhuǎn)動(dòng)

└從動(dòng)曲柄:變速轉(zhuǎn)動(dòng)

作用：將等速回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈人倩蜃兯倩剞D(zhuǎn)。機(jī)車車輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)特例：平行四邊形機(jī)構(gòu)特征：兩連架桿等長(zhǎng)且平行，連桿作平動(dòng)。AB=CDBC=AD平行四邊形機(jī)構(gòu)存在運(yùn)動(dòng)不確定位置?？刹捎脙山M機(jī)構(gòu)錯(cuò)開排列的方法予以克服。3.雙搖桿機(jī)構(gòu)－連架桿均為搖桿

例:鶴式起重機(jī)的變速機(jī)構(gòu):CD(桿3)為原動(dòng)件,懸掛重物的E點(diǎn)在連桿上→保持E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡在近似水平線上。（平移貨物→平穩(wěn)、減小能量消耗）從動(dòng)件作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的平面連桿機(jī)構(gòu)中，若從動(dòng)件工作行程的平均速度小于回程的平均速度，則稱該機(jī)構(gòu)具有急回特性。在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中，當(dāng)從動(dòng)件（搖桿）位于兩極限位置時(shí)，曲柄與連桿共線。此時(shí)對(duì)應(yīng)的主動(dòng)曲柄之間所夾的銳角θ叫作極位夾角。二.急回運(yùn)動(dòng)和行程速比系數(shù)（以曲柄搖桿機(jī)構(gòu)為例）工作行程時(shí)間＞空回行程時(shí)間

設(shè)曲柄以ω逆時(shí)針勻速旋轉(zhuǎn)。從AB1轉(zhuǎn)到AB2，轉(zhuǎn)過180°+θ時(shí)為工作行程，所花時(shí)間為t1

；此時(shí)搖桿從C1D擺到C2D，平均速度為V1,則有：曲柄從AB2繼續(xù)轉(zhuǎn)過180°-θ到AB1時(shí)為回程，所花時(shí)間為t2

,此時(shí)搖桿從C2D擺到C1D，平均速度為V2

,那么有

顯然

t1>t2V2>V1

即該機(jī)構(gòu)具有急回特性θ－極位夾角(搖桿處于兩極位時(shí)，對(duì)應(yīng)曲柄所夾銳角)θ↑→K↑→急回運(yùn)動(dòng)性質(zhì)↑(5-5)(5-4)設(shè)計(jì)時(shí)往往先給定K值，再計(jì)算θ，即

為能定量描述急回運(yùn)動(dòng)，將回程平均速度V2

與工作行程平均速度V1之比定義為行程速度變化系數(shù)K

三、壓力角和傳動(dòng)角

1.壓力角αBC是二力桿,驅(qū)動(dòng)力F沿BC方向

作用在從動(dòng)件上的驅(qū)動(dòng)力F與該力作用點(diǎn)絕對(duì)速度VC之間所夾的銳角。α↓→有效力VC沿連桿BC(⊥CD)

分析:Ft=

Fcosα↑→（方便）γ↑

Ft↑

對(duì)傳動(dòng)有利。常用γ的大小來表示機(jī)構(gòu)傳力性能的好壞γ是α的余角。2.傳動(dòng)角γ

傳動(dòng)角

：連桿與從動(dòng)桿所夾銳角

=90°－

壓力角越小(即傳動(dòng)角越大)，有用的分力越大。所以傳動(dòng)角是衡量機(jī)構(gòu)受力大小的一個(gè)重要參數(shù)。因此設(shè)計(jì)時(shí)一般要求:

γmin≥40°當(dāng)∠BCD最小或最大時(shí)，即在主動(dòng)曲柄與機(jī)架共線的位置，都有可能出現(xiàn)γmin由于在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中，γ角是變化的，

min出現(xiàn)在什么位置？

主動(dòng)件與機(jī)架共線的兩個(gè)位置之一,傳動(dòng)角最小.從動(dòng)件與連桿共線（

=0）

→卡死→機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)卡死機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不確定存在死點(diǎn)條件：有極限位置（從動(dòng)件與連桿共線）措施：死點(diǎn)四.死點(diǎn)位置飛輪自身慣性平面四桿機(jī)構(gòu)具有整轉(zhuǎn)副

則可能存在曲柄。設(shè)l1

<l4,連架桿若能整周回轉(zhuǎn)，必有兩次與機(jī)架共線。

l1+l2

≤l3+l4

l1+l3≤l2+l4l1+l4≤l2+l3由△B2C2D可得：由△B1C1D可得：l2≤(l4–l1)+l3l3≤(l4–l1)+l2將以上三式兩兩相加得：

即：l1≤l2

l1≤l3

l1≤l4

AB

為最短桿§2鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件取決于機(jī)構(gòu)各桿的相對(duì)長(zhǎng)度和機(jī)架的選擇

l1最短

推論1：

當(dāng)Lmax+Lmin

L+L′(其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)最短桿是連架桿之一——曲柄搖桿機(jī)構(gòu)最短桿是機(jī)架——雙曲柄機(jī)構(gòu)最短桿是連桿——雙搖桿機(jī)構(gòu)推論2：

當(dāng)Lmax+Lmin>L+L′(其余兩桿長(zhǎng)度之和)時(shí)

——雙搖桿機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件：(1)最短桿與最長(zhǎng)桿長(zhǎng)度之和小于或等于其余兩桿長(zhǎng)度之和(2)最短桿是連架桿或機(jī)架1.曲柄滑塊機(jī)構(gòu)§3鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化演化方法：變桿長(zhǎng)、換機(jī)架、擴(kuò)大回轉(zhuǎn)副等曲柄滑塊機(jī)構(gòu)對(duì)心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC1234ABC1234ABC1234

l1＞

l2

擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

l1＜

l2轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)

導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)調(diào)換機(jī)架

2.導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)ABC1234（桿2和桿4均可整周回轉(zhuǎn)）（桿4往復(fù)擺動(dòng)）搖塊機(jī)構(gòu)→滑塊擺動(dòng)→滑塊為固定件→滑塊移動(dòng)＋擺動(dòng)→滑塊移動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)CABCABCABCAB曲柄滑塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)搖塊機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)定塊機(jī)構(gòu)3.搖塊機(jī)構(gòu)、定塊機(jī)構(gòu)φ4.雙滑塊機(jī)構(gòu)正弦機(jī)構(gòu)正切機(jī)構(gòu)aaφSS5.擴(kuò)大轉(zhuǎn)動(dòng)副偏心輪機(jī)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)動(dòng)副B加大，直至把轉(zhuǎn)動(dòng)副A包括進(jìn)去，成為幾何中心是B，轉(zhuǎn)動(dòng)中心為A的偏心圓盤?！?

平面四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（簡(jiǎn)介）

實(shí)現(xiàn)已知運(yùn)動(dòng)規(guī)律1）給定連桿位置

2）給定連架桿位置

3）給定行程速比系數(shù)實(shí)現(xiàn)給定點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方法：作圖法、解析法、實(shí)驗(yàn)法

第五章凸輪機(jī)構(gòu)

§1應(yīng)用與分類§2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律

§3圖解法設(shè)計(jì)凸輪輪廓

§4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定基本要求:了解凸輪機(jī)構(gòu)的類型及特點(diǎn)掌握從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律的特點(diǎn)掌握凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸確定的原則熟練掌握反轉(zhuǎn)法原理并進(jìn)行凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)一、組成由三個(gè)構(gòu)件組成的一種高副機(jī)構(gòu)凸輪：具有曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件從動(dòng)件:

機(jī)架從動(dòng)件

凸輪

二、特點(diǎn)

①實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)要求優(yōu)點(diǎn):②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊

③設(shè)計(jì)方便缺點(diǎn):①點(diǎn)、線接觸，易磨損，

②不適合高速、重載

§5-1凸輪機(jī)構(gòu)的組成及分類1按凸輪的形狀分從動(dòng)件凸輪凸輪從動(dòng)件從動(dòng)件凸輪三、分類盤形凸輪移動(dòng)凸輪平面凸輪空間凸輪圓柱凸輪2按從動(dòng)件的形狀分尖頂從動(dòng)件

尖頂始終能夠與凸輪輪廓保持接觸，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律易磨損，只宜用于輕載、低速滾子從動(dòng)件耐磨、承載大，較常用平底從動(dòng)件接觸面易形成油膜，利于潤(rùn)滑，常用于高速運(yùn)動(dòng)配合的凸輪輪廓必須全部外凸尖頂從動(dòng)件滾子從動(dòng)件平底從動(dòng)件平底從動(dòng)件配氣機(jī)構(gòu)繞線機(jī)構(gòu)四、應(yīng)用一、基本概念1.基圓、基圓半徑rb2.向徑r3.推程、推程運(yùn)動(dòng)角

4.遠(yuǎn)休止角

s5.回程、回程運(yùn)動(dòng)角

'6.近休止角

s'7.轉(zhuǎn)角

、位移S8.行程(升程)hrrbSh

s

'

s'wCABDB'§2從動(dòng)件常用運(yùn)動(dòng)規(guī)律尖底直動(dòng)從動(dòng)件的位移曲線等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖推程運(yùn)動(dòng)方程二、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律二、等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律S

hV

a

h

∞-∞

特點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、勻速進(jìn)給,始、末兩點(diǎn)有剛性沖擊.

適于低速、輕載、從動(dòng)桿質(zhì)量不大，以及要求勻速的情況.凸輪作等速運(yùn)動(dòng)→從動(dòng)件也作等速運(yùn)動(dòng)V=C三、等加速等減速運(yùn)動(dòng)規(guī)律S

hV

a

2hw

4hw2

特點(diǎn):a為有限值的突變→慣性力小，運(yùn)動(dòng)的

始、中、末點(diǎn)有柔性沖擊，適于中低速、輕載。

ABCABC行程（推程或回程）的前半行程作等加速運(yùn)動(dòng)，后半行程作等減速運(yùn)動(dòng)三、余弦加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律

(簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)位移運(yùn)動(dòng)規(guī)律)特點(diǎn):

加速度變化連續(xù)平緩.

始、末點(diǎn)有柔性沖擊.

適于中低速、中輕載.點(diǎn)在圓周上作勻速運(yùn)動(dòng),它在這個(gè)圓的直徑上的投影所構(gòu)成的運(yùn)動(dòng)。凸輪作勻速運(yùn)動(dòng),S2按余弦規(guī)律變化,余弦加速度運(yùn)動(dòng),始點(diǎn)與終點(diǎn)有柔性沖擊。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)線圖相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理

（解析法、作圖法）反轉(zhuǎn)法：給整個(gè)機(jī)構(gòu)加-ω運(yùn)動(dòng)凸輪不動(dòng)，機(jī)架反轉(zhuǎn)，推桿作復(fù)合運(yùn)動(dòng)§3按給定從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)凸輪輪廓一、設(shè)計(jì)原理

已知:rb、h、ω的方向、從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律和凸輪相應(yīng)轉(zhuǎn)角.凸輪轉(zhuǎn)角從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律0～180°

等速上升h180°

～210°

上停程210°

～300°

等速下降h300°

～360下停程解:1.以已知規(guī)律作位移曲線.S

03600180021003000h123456789102.作凸輪廓線w012345678910-ω二、對(duì)心尖頂直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪機(jī)構(gòu)例:尖底從動(dòng)件盤形凸輪已知：凸輪以等角速度順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑ro，導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)位置及偏距e,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

直動(dòng)從動(dòng)件盤形凸輪廓線設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)步驟１、作從動(dòng)件的位移線圖２、確定從動(dòng)件尖底的初始位置３、確定導(dǎo)路在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置４、確定尖底在反轉(zhuǎn)過程中的一系列位置５、繪制凸輪廓線理論廓線工作廓線三、對(duì)心滾子直動(dòng)從動(dòng)件

已知:rb、h、rr

、ω、從動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)規(guī)律.滾子從動(dòng)件盤形凸輪已知：凸輪以等角速度順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪基圓半徑ro，導(dǎo)路與凸輪回轉(zhuǎn)中心間的相對(duì)位置及偏距e，滾子半徑為r,從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

凸輪的理論廓線：根據(jù)滾子中心的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)出的廓線凸輪的實(shí)際廓線：與滾子直接接觸的廓線過程中的一系列位置平底從動(dòng)件盤形凸輪與滾子從動(dòng)件盤形凸輪廓線的設(shè)計(jì)方法相類似。

將平底與導(dǎo)路中心線的交點(diǎn)作為假想的尖底從動(dòng)件的尖端；應(yīng)用反轉(zhuǎn)法，根據(jù)平底從動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，依次確定出假想的尖端在反轉(zhuǎn)過程中所處的位置，并在這些位置點(diǎn)分別作出各平底的圖形；作平底的內(nèi)包絡(luò)線，即為所要設(shè)計(jì)的凸輪廓線§４平面凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸的確定凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角凸輪基園半徑的確定滾子半徑的選擇§4凸輪機(jī)構(gòu)基本尺寸F

ttnn

↑→F

↓→

↓當(dāng)

大于一定值→自鎖.1．壓力角

的確定驅(qū)動(dòng)力F與壓力角

F

原則

max[]F″壓力角：從動(dòng)件與凸輪在接觸點(diǎn)處的受力方向與其在該點(diǎn)絕對(duì)速度方向之間所夾的銳角

2.基圓半徑基圓rb越小

結(jié)構(gòu)緊湊

壓力角

效率

自鎖

一般：rb≥(0.8～1)dz（6－12）增大基圓半徑，可使凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角減??；但同時(shí)會(huì)使凸輪機(jī)構(gòu)的整體尺寸增大；基圓越小，壓力角

越大；導(dǎo)致磨損加劇，甚至引起機(jī)構(gòu)自鎖。在壓力角不超過許用值的原則下，應(yīng)盡可能采用較小的基圓半徑。3．滾子半徑的確定

c

=

-r

c

實(shí)際輪廓的曲率半徑；

理論輪廓的曲率半徑；r

滾子半徑。r>

失真

c

r

變尖r

過小→滾子及滾子銷的強(qiáng)度會(huì)不夠r過大→凸輪工作廓線變尖或失真r=

r≤0.4rb,

且r≤0.8rmin要求r＜

第六章齒輪機(jī)構(gòu)§1概述§2齒廓嚙合基本定律§3漸開線及漸開線齒輪§4漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分名稱和幾何尺寸§5漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)§6漸開線齒廓的切制原理、根切和最少齒數(shù)§7斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)§8圓錐齒輪機(jī)構(gòu)§9蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)1.傳動(dòng)比恒定；2.適用圓周速度和功率范圍廣；3.效率高；4.結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠且壽命長(zhǎng)。5.制造安裝精度高，成本高；6.不適宜傳遞遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)。第六章齒輪機(jī)構(gòu)

§6－1概述一、優(yōu)缺點(diǎn)：

應(yīng)用最廣的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，用來傳遞空間任意兩軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。平面直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)

人字齒傳動(dòng)

外嚙合齒輪傳動(dòng)

齒輪與齒條傳動(dòng)圓錐齒輪傳動(dòng)

交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)

蝸輪蝸桿傳動(dòng)

齒輪機(jī)構(gòu)空間

按傳動(dòng)時(shí)兩輪軸的相對(duì)位置分

內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)按齒輪傳動(dòng)的工作情況分：開式齒輪傳動(dòng)——低速、易磨損閉式齒輪傳動(dòng)——

軟齒面HBS≤350

（重要的傳動(dòng)）硬齒面HBS＞350

二分類：瞬時(shí)傳動(dòng)比

§6－2齒廓嚙合基本定律一、齒輪傳動(dòng)的瞬時(shí)角速比(傳動(dòng)比)因?yàn)镻O1N1∽PO2N2，則KO1O2

1

2nnv1v2ZPabc要使這對(duì)齒廓能連續(xù)地接觸傳動(dòng)，兩齒廓在K點(diǎn)的線速度v1、v2在公法線nn方向上的分速度必須相等，否則兩齒廓將會(huì)壓壞或者分離。N1N2

αK1αK2節(jié)點(diǎn)節(jié)圓二、齒廓嚙合的基本定律KO1O2

1

2nnv1v2ZPabc

不論兩齒廓在何位置接觸，過其接觸點(diǎn)所作兩齒廓的公法線均須與連心線交于一定點(diǎn)P。

瞬時(shí)傳動(dòng)比等于齒廓接觸點(diǎn)的公法線將連心線截為兩段線段的反比。傳動(dòng)比恒定的條件：

§6－3漸開線及漸開線齒輪一、漸開線的形成

當(dāng)一直線在一圓周上作純滾動(dòng)時(shí)，此直線上任一點(diǎn)的軌跡稱該圓的漸開線。該圓稱基圓；該直線稱為發(fā)生線。發(fā)生線K基圓半徑rbAB基圓1)發(fā)生線沿基圓滾過的長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧長(zhǎng),2)漸開線上任一點(diǎn)法線恒切于基圓3)切點(diǎn)是漸開線上K點(diǎn)的曲率中心，

KB為曲率半徑;越接近基圓，曲率半徑越小，反之越大4)漸開線上各點(diǎn)的壓力角不相等BKBAO二、漸開線的性質(zhì)rK

aK

Fv漸開線的性質(zhì)(續(xù))5)漸開線的形狀決于基圓半徑基圓半徑越大，漸開線越平展（綜合曲率半徑越大）直線也是漸開線6)基圓內(nèi)無漸開線三.漸開線齒廓的嚙合特性1.能保證恒定傳動(dòng)比(滿足齒廓嚙合基本定律)

法線必同時(shí)切于兩基圓傳動(dòng)中兩基圓大小和位置均不變、且同一方向的內(nèi)公切線N1N2只有一條故接觸點(diǎn)法線與連心線的交點(diǎn)P位置不變

傳動(dòng)比恒定P

2.力作用線方向不變嚙合線為一直線3.具有中心距可分性若中心距略有誤差傳動(dòng)比不變Frb一、各部分名稱和符號(hào)基圓(db,rb):齒頂圓da(ra)：齒根圓df(rf):齒厚si:齒槽寬ei:齒距pi:pi=si+ei分度圓d(r):

p=s+e齒頂高h(yuǎn)a：齒根高h(yuǎn)f：全齒高h(yuǎn)=ha+hf§6－4漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪各部分名稱和幾何尺寸或令分度圓（定義）——

模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓.漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪基本參數(shù)模數(shù)m，壓力角α二、基本參數(shù)1．齒數(shù)：z２．模數(shù)：m

m=p/

d=zmm是齒輪計(jì)算的基本參數(shù)，也為輪齒大小的標(biāo)志。規(guī)定一些特定模數(shù)值為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，如:1、1.25、1.5、2、2.5¨¨m愈大，輪齒愈厚，抗彎能力愈大它是輪齒抗彎能力的重要標(biāo)志

同一齒廓的不同半徑處，壓力角不同分度圓：齒頂圓：基圓：rbOAriKBB1K1r1

i

i

1

1輪齒上，基圓壓力角等于零齒頂圓上壓力角最大分度圓上壓力角為標(biāo)準(zhǔn)值4.分度圓(定義):

模數(shù)和壓力角均為標(biāo)準(zhǔn)值的圓3.壓力角：α標(biāo)準(zhǔn)壓力角：

＝20o(人為規(guī)定)5.齒頂高系數(shù)ha*、頂隙系數(shù)c*

ha=ha*mhf=（ha*+c*）mc=c*mOhhfharrarbrfespB6.標(biāo)準(zhǔn)齒輪：m,α,ha*，c*等于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值,s=ehahfCd正常齒：m≥1mm:

ha*=1,c*=0.25m<1mm:ha*=1,c*=0.35短齒：ha*=0.8，c*=0.31）分度圓直徑d=mz2）齒頂高h(yuǎn)a=h*am3）齒根高h(yuǎn)f=（h*a+c*）m4）全齒高h(yuǎn)=ha+hf=（2h*a+c*）m5）齒頂圓直徑da=d+2ha=（z+2h*a）m6）齒根圓直徑df=d－2hf=mz－2（h*a+c*）m=（z－2h*a－2c*）m7）基圓直徑db=dcosα=mzcosα8）齒距p=πm9）基圓上的齒距pb=πdb/z=πmcosα=pcosα10）齒厚s=πm/211)齒槽寬e=πm/212)中心距a=(d1+d2)/2=m(z1+z2)/2三、幾何尺寸計(jì)算（P75表6-3）四、齒條特點(diǎn):

2）與分度線平行的任一條直線上齒距p相等p=

m1）齒廓為一直線,壓力角α不變,也稱為齒形角.3)中線為分度線§6-5漸開線直齒圓柱齒輪傳動(dòng)一、正確嚙合的條件保證前后兩對(duì)輪齒有可能同時(shí)在嚙合線上相切接觸。條件：傳動(dòng)比m1=m2=ma1=a2=a正確嚙合條件pn1=pn2二、正確安裝和可分性a1.節(jié)圓d'

、嚙合角

'2.標(biāo)準(zhǔn)中心距rf1ra23.無側(cè)隙間隙a'標(biāo)準(zhǔn)齒輪正確安裝的中心距稱為標(biāo)準(zhǔn)中心距a=r1+r2=m(z1+z2)/2

(d=d)

正確安裝(a

=

a)

d

=

da

=

a∴a'cosa'=a

cosa(消除反轉(zhuǎn)空程,撞擊)

'r2′r1′當(dāng)a

實(shí)≠a理

∵基圓不變，傳動(dòng)比不變

標(biāo)準(zhǔn)中心距a=r1+r2=m(Z1+Z2)/24.漸開線齒輪傳動(dòng)的可分性(傳動(dòng)的可分離性)中心距變化不影響傳動(dòng)比１．一對(duì)齒輪的嚙合過程理論嚙合線段：N1N2(嚙合極限點(diǎn))開始嚙合點(diǎn)：B2從動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B2終止嚙合點(diǎn)：B１主動(dòng)輪的齒頂圓與嚙合線N1N2的交點(diǎn)B1實(shí)際嚙合線段：B1B2（齒頂圓加大,B2、B1就趨近于N1、N2

主動(dòng)輪：齒根

齒頂從動(dòng)輪：齒頂

齒根三、連續(xù)傳動(dòng)條件２．重合度分析：1）=1表示在嚙合過程中，始終只有一對(duì)齒工作；2）12表示在嚙合過程中，有時(shí)是一對(duì)齒嚙合，有時(shí)是兩對(duì)齒同時(shí)嚙合。

工程要求:齒輪有可能在嚙合線上兩點(diǎn)同時(shí)接觸連續(xù)傳動(dòng)條件:

≥1.２

重合度愈大，表明同時(shí)參與嚙合的輪齒對(duì)數(shù)愈多，傳動(dòng)愈平穩(wěn)，每對(duì)輪齒所承受的載荷愈小重合度的計(jì)算對(duì)于正確安裝的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng):§6-6漸開線齒廓的切制原理、根切和最少齒數(shù)一、切削原理刀號(hào)12345678加工齒數(shù)范圍12131416172021252634355455134135每把刀的刀刃形狀,按它加工范圍的最少齒數(shù)齒輪的齒形來設(shè)計(jì)。刀具的選擇與m、

、z有關(guān)1.仿型法（成型法）刀具：1.指形銑刀2.圓盤銑刀刀齒形狀與齒輪齒槽形狀相同優(yōu)點(diǎn):普通銑床加工問題:精度低分度誤差刀具齒形誤差db=dcosα=mzcosα

決定齒形

(z的函數(shù)),刀具量大工程處理:同m和α的刀具只有8把生產(chǎn)率低空回行程分度,夾緊等輔助工作時(shí)間長(zhǎng)應(yīng)用:修配和小批量生產(chǎn)仿形法加工特點(diǎn)2.范成法刀具與輪坯以i12=

1/

2=Z2/Z1回轉(zhuǎn)優(yōu)點(diǎn):用同一把刀具,通過調(diào)節(jié)i12,就可以加工相同模數(shù)、相同壓力角

,不同齒數(shù)的齒輪。缺點(diǎn)：加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低齒輪插刀齒條插刀齒輪滾刀優(yōu)點(diǎn)：同一把刀具可加工出m,α相同而齒數(shù)不同的所有齒輪。加工連續(xù)，生產(chǎn)效率高缺點(diǎn)：不能加工內(nèi)齒輪優(yōu)點(diǎn)：同一把刀具可加工出m,α相同而齒數(shù)不同的所有齒輪缺點(diǎn)：不能加工內(nèi)齒輪。加工不連續(xù)，生產(chǎn)效率低二、根切現(xiàn)象、不根切的最少齒數(shù)1.根切現(xiàn)象用范成法切削標(biāo)準(zhǔn)齒輪時(shí),如果齒輪的齒數(shù)過少，刀具的齒頂就會(huì)切去輪齒根部的一部分，這種現(xiàn)象稱為根切。3.根切原因2.根切的影響降低輪齒抗彎強(qiáng)度破壞了正確的齒形,

降低齒輪傳動(dòng)重合度影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性刀具頂線超過嚙合極限點(diǎn)N14.不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)PN≥PBrsina≥hasinamZ2sina≥msina*ha得:Z≥sin2a*ha2當(dāng)

=200、*ha=1Zmin

=17不根切條件避免發(fā)生根切的措施：1）限制小齒輪的最小齒數(shù)；2）減少h*a3）增大α

4）采用變位修正法：BPN1

xm

通過改變刀具與輪坯的相互位置以避免根切，從而達(dá)到可以制造較少齒數(shù)的齒輪。這樣制造出來的齒輪稱為變位齒輪。切齒刀具所移動(dòng)的距離xm稱為移距。三、變位修正法

xm—

變位量（移距）

x—

變位系數(shù)

m—

模數(shù)

x>0—

正變位齒輪

x<0—

負(fù)變位齒輪變位齒輪的幾何尺寸1）它們的分度圓、基圓直徑及齒距是相同的2）它們的齒厚及齒槽寬是不同的正變位齒輪：齒厚增大，齒槽寬減小負(fù)變位齒輪：齒厚減小，齒槽寬增大正變位：齒頂高增大、齒根高減小負(fù)變位：齒頂高減小、齒根高增大3）變位齒輪和標(biāo)準(zhǔn)齒輪的齒頂高及齒根高是不同的§6-7

斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)1.齒廓曲面的形成直齒輪:AA是直線斜齒輪:AA是螺旋線斜齒輪齒廓曲面為:

螺旋漸開面一、斜齒圓柱齒輪的形成原理2.嚙合特點(diǎn)斜齒輪：齒面接觸線為斜線逐漸進(jìn)入/脫離嚙合(加載/卸載)傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊，振動(dòng)，噪音小直齒輪：齒面接觸線與齒向(軸線)平行突然進(jìn)入/脫離嚙合(加載/卸載)傳動(dòng)平穩(wěn)性差，沖擊，振動(dòng)，噪音大二、主要參數(shù)和幾何尺寸

端、法面參數(shù)不同！

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)在法面上，端面表達(dá)尺寸簡(jiǎn)潔、明了！

法面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，將其換算至端面上，在端面上計(jì)算斜齒輪的幾何尺寸問題討論：?端面齒形與法面齒形?加工過程刀具與輪齒的相對(duì)位置與進(jìn)刀方向?

標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)所在平面?

端、法面哪個(gè)面上表達(dá)尺寸更為簡(jiǎn)潔、明了pn=ptcosβ

1.斜齒輪的基本參數(shù)mn=mtcosβ

①法面模數(shù)mn、端面模數(shù)mt（法面參數(shù)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值）二、主要參數(shù)和幾何尺寸③端面齒頂高系數(shù)和端面頂隙系數(shù)1.斜齒輪的基本參數(shù)（續(xù)）

②法面壓力角αn、端面壓力角αttanan=tanatcosbpn=ptcosβ

1.斜齒輪的基本參數(shù)mn=mtcosβ②法面壓力角αn、端面壓力角αt

①法面模數(shù)mn、端面模數(shù)mttanan=tanatcosb（法面參數(shù)規(guī)定為標(biāo)準(zhǔn)值）2.幾何尺寸

分度圓直徑d：

d=mtz=zmn/cosb

中心距a

：a=(d1+d2)/2=mn(z1+z2)/2cosb

（其余見P86表6-5）三、正確嚙合條件螺旋線旋向判別：（將齒輪軸線垂直）螺旋線右邊高——右旋螺旋線左邊高——左旋mn1=mn2、

an1=an2

外嚙合：b1=-

b2內(nèi)嚙合：b1=b2四、重合度L

ε=εt+Btgβ／pt由于螺旋角的影響,斜齒輪傳動(dòng)的嚙合弧增長(zhǎng)了,故重合度增大問題討論：?仿形法加工斜齒輪如何確定刀具齒形

?范成法加工斜齒輪，無根切最少齒數(shù)如何確定?與法面齒形相當(dāng)?shù)闹饼X輪是什么樣的齒輪五、當(dāng)量齒輪與當(dāng)量齒數(shù)橢圓：當(dāng)量齒輪的當(dāng)量齒數(shù)zv:

dabC

當(dāng)量齒輪C模數(shù)？當(dāng)量齒輪(數(shù))的意義:據(jù)zv選銑刀無根切最少齒數(shù)zmin=zvmincos3β

計(jì)算輪齒強(qiáng)度節(jié)點(diǎn)處曲率半徑橢圓在節(jié)點(diǎn)的曲率半徑為當(dāng)量齒輪的分度圓半徑：六、斜齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)缺點(diǎn)：①工作時(shí)產(chǎn)生軸向力：螺旋角越大，軸向力越大，控制螺旋角大小。優(yōu)點(diǎn)：①嚙合性能好：輪齒進(jìn)入和脫離嚙合漸進(jìn)漸退傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小

②重合度大：提高齒輪承載能力，延長(zhǎng)壽命

③范成加工不易根切

§6-8圓錐齒輪機(jī)構(gòu)

一、概述應(yīng)用：傳遞交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，一般

=90°特點(diǎn)：輪齒分布在圓錐面上，圓柱

圓錐大端參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，GB12368-90小輪常懸臂安裝，剛度低二、當(dāng)量齒輪及當(dāng)量齒數(shù)軌跡是球面上的漸開線，齒廓曲面為球面漸開線曲面1直齒圓錐齒輪齒廓的形成發(fā)生面在基圓錐上純滾動(dòng)RCOSRAB基圓錐發(fā)生圓平面漸開線！形狀？球面漸開線2直齒圓錐齒輪的背錐

背錐rvr

O1O

圓錐齒輪的齒廓曲線在理論上是球面曲線，但球面不能展成平面，這給圓錐齒輪的設(shè)計(jì)和制造帶來很多困難，因此通常采用近似曲線代替。在A點(diǎn)和B點(diǎn)附近、背錐面與球面非常接近。因此，近似地用背錐上齒形來代替球面齒形AB

背錐

將背錐展開得扇形齒輪，補(bǔ)全，得當(dāng)量齒輪,其齒形與錐齒輪大端的球面齒形相當(dāng)，兩者m和α相同。當(dāng)量齒輪的參數(shù)：rrvrvpδ1δ1RefO1e’f’

當(dāng)量齒數(shù)無根切最少齒數(shù)：當(dāng)量齒輪含義：同斜齒輪

m1=m2α1=α2R1=R2三、正確嚙合條件四、傳動(dòng)比和幾何尺寸計(jì)算1.傳動(dòng)比（∑=90°）

同直齒輪相同的尺寸：d=mz2.幾何尺寸計(jì)算(參見P92表6-6)一、蝸桿傳動(dòng)特點(diǎn)和類型2.特點(diǎn)傳動(dòng)比大：一般傳動(dòng)i=7~80;分度機(jī)構(gòu)可達(dá)1000結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小效率低成本高1.組成和應(yīng)用通常二軸交角

＝90°蝸桿主動(dòng)，蝸輪被動(dòng)

§6-9蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)二、正確嚙合條件正確嚙合條件：

主平面(中間平面):通過蝸桿軸線并垂直與蝸輪軸線的平面旋向相同d1Bpda2a2

da2d2df2Ldf1da1hahfh三、蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸1.模數(shù)m和壓力角α：2.蝸桿的分度圓直徑d1和直徑系數(shù)q:模數(shù)m與蝸桿分度圓直徑d1

的搭配見P95表6-7。為限制蝸輪滾刀的數(shù)目,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定一個(gè)m值,只對(duì)應(yīng)1

2個(gè)(最多4個(gè))標(biāo)準(zhǔn)蝸桿分度圓直徑值。

=20°3.蝸桿導(dǎo)程角

px1d1d1?px1

頭數(shù)z1

導(dǎo)程角

自鎖條件通常z1=1,2,4,z2取值范圍32

≤z2≤

804傳動(dòng)比i、蝸桿頭數(shù)z1和蝸輪齒數(shù)z2傳動(dòng)比大5.齒面間滑動(dòng)速度Vs（v12m/s）6.幾何尺寸計(jì)算

見P97表6-8第7章

輪系3.混合輪系:由定軸輪系和周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系輪系的分類

1.定軸輪系:所有齒輪軸線均固定的輪系.2.周轉(zhuǎn)輪系:至少有一個(gè)齒輪的軸線不固定的輪系.12341234123412342’H定軸輪系周轉(zhuǎn)輪系混合輪系§7-1輪系的類型

i17

=——n1n7=—————n1n7n3n2n4n4n6n5=i12i34i45i67(-

)Z2Z1(-

—)Z4Z3(-

—)Z5Z4(—)Z7Z6=(-1)3———

Z2Z5Z7Z1Z3Z6=—)1234567說明：1.定軸輪系的傳動(dòng)比=各對(duì)齒輪傳動(dòng)比的連乘積

=所有從動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積/所有主動(dòng)輪齒數(shù)的連乘積

(m為外嚙合齒輪的對(duì)數(shù))2.首末兩輪的轉(zhuǎn)向相同取“+”號(hào)、轉(zhuǎn)向相反取“-”號(hào)。

（注意：若首末兩輪軸線不平行只能用箭頭表示）3.齒輪4(惰輪)不影響傳動(dòng)比的大小,但改變了從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)向§7-2定軸輪系傳動(dòng)比的計(jì)算

若含有空間齒輪機(jī)構(gòu)其傳動(dòng)比絕對(duì)值計(jì)算公式同平面定軸輪系用箭頭法標(biāo)定各輪的轉(zhuǎn)向輸入輸出構(gòu)件的軸線平行且轉(zhuǎn)向相同時(shí)，傳動(dòng)比為正;轉(zhuǎn)向相反,則傳動(dòng)比為負(fù)(最后通過箭頭法判斷后補(bǔ)充上去)軸線不平行的構(gòu)件間的傳動(dòng)比,沒有"+"、"-"12345678方向如圖所示行星輪—既有自轉(zhuǎn)又有公轉(zhuǎn)的齒輪。系桿H(轉(zhuǎn)臂或行星架)

—用以支持行星輪并使其公轉(zhuǎn)的支架中心輪(太陽輪)

—與行星輪嚙合并與系桿同軸線的齒輪

§7-3周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比的計(jì)算F=2F=1差動(dòng)輪系

行星輪系兩個(gè)中心輪都轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)中心輪轉(zhuǎn)動(dòng)12H312H31.周轉(zhuǎn)輪系的類型2.平面周轉(zhuǎn)輪系的傳動(dòng)比計(jì)算n1n2n3nH-nH123HHH123給整個(gè)周轉(zhuǎn)輪系加上一公共轉(zhuǎn)速“–nH”,周轉(zhuǎn)輪系

“定軸輪系”

轉(zhuǎn)化輪系周轉(zhuǎn)輪系傳動(dòng)比轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比：實(shí)際輪系傳動(dòng)比：注意:

1.求得iGKH,并確定其“＋”“－”號(hào)→再求其它2.轉(zhuǎn)向判斷→畫箭頭3.轉(zhuǎn)化輪系傳動(dòng)比公式中G、K和H三者軸線必須平行4.nG、nK、nH

中，已知值應(yīng)根據(jù)轉(zhuǎn)向相同還是相反

代入正負(fù)號(hào),未知值的轉(zhuǎn)向由計(jì)算結(jié)果判定。已知:ｎ1=200r/min，ｎ4=50r/min齒輪1、4轉(zhuǎn)向相反，Ｚ１=15,Ｚ２＝25,Ｚ3=20，Ｚ4＝60求:行星架Ｈ的轉(zhuǎn)速nH=？解：設(shè)ｎ1為正,則n3為負(fù)

轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)向與齒輪1轉(zhuǎn)向相反例題混合輪系傳動(dòng)比計(jì)算的步驟：1、正確劃分輪系；2、分別寫出各基本輪系傳動(dòng)比的計(jì)算公式；3、找出各輪系間的聯(lián)系條件；4、聯(lián)立求解各計(jì)算公式，得出所需傳動(dòng)比或轉(zhuǎn)速?！?-4復(fù)合輪系傳動(dòng)比的計(jì)算行星輪中心輪行星架已知：各輪齒數(shù)。求：i1H。解首先，分解輪系。齒輪1、2組成定軸輪系，有

齒輪2′、3、4、H組成周轉(zhuǎn)輪系，例題

§7-5輪系的功能1．相距較遠(yuǎn)兩軸之間的傳動(dòng)2．可獲得大的傳動(dòng)比圖示的行星輪系，當(dāng)各輪的齒數(shù)為其傳動(dòng)比可達(dá)10000

大傳動(dòng)比行星輪系

3．實(shí)現(xiàn)變速、換向傳動(dòng)

在主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向不變的情況下，從動(dòng)軸可獲得多種轉(zhuǎn)速或改變轉(zhuǎn)向。實(shí)現(xiàn)一軸多速的輪系4．實(shí)現(xiàn)分路傳動(dòng)

實(shí)際機(jī)械中，有時(shí)需要一個(gè)主動(dòng)軸帶動(dòng)幾個(gè)從動(dòng)軸一起運(yùn)動(dòng)，這時(shí)必須采用輪系。鐘表傳動(dòng)中，當(dāng)由發(fā)條K驅(qū)動(dòng)齒輪1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過齒輪1與2相嚙合使分針M轉(zhuǎn)動(dòng)；由齒輪1，2，3，4，5和6組成的輪系可使秒針S獲得一種轉(zhuǎn)速；由齒輪1，2，9，10，11和12組成的輪系可使時(shí)針H獲得另一種轉(zhuǎn)速。鐘表傳動(dòng)系統(tǒng)

5．實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解

右圖差動(dòng)輪系就是最簡(jiǎn)單的合成運(yùn)動(dòng)，其中加法機(jī)構(gòu)基本要求：理解機(jī)械零件設(shè)計(jì)的基本要求、機(jī)械零件的工作能力、計(jì)算準(zhǔn)則、材料選擇的一般要求等。重點(diǎn)：機(jī)械零件的工作能力和整體強(qiáng)度；機(jī)械零件的接觸強(qiáng)度。第八章精密機(jī)械設(shè)計(jì)概論§8-1概

述1、功能要求2、可靠性要求3、精度要求4、經(jīng)濟(jì)性要求5、外觀要求6、其他特殊要求一.機(jī)器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：工作可靠、成本低廉在不發(fā)生失效的條件下,零件所能安全工作的限度工作能力承載能力→對(duì)載荷而言★機(jī)械零件設(shè)計(jì)的計(jì)算準(zhǔn)則：

計(jì)算量≤許用量

例如：強(qiáng)度判定條件：工作應(yīng)力≤許用應(yīng)力

剛度判定條件：變形量≤許用變形量工作原理、結(jié)構(gòu)、類型、應(yīng)用場(chǎng)合受力分析、失效形式設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、設(shè)計(jì)計(jì)算二.機(jī)械零件設(shè)計(jì)過程(一般步驟)1、擬訂零件的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖2、確定載荷的大小及位置3、選擇材料4、根據(jù)失效形式選用判定條件，設(shè)計(jì)出零件的主要參數(shù)5、繪制零件工作圖注意:1、通過設(shè)計(jì)計(jì)算出的零件尺寸一般并不是最終采用的數(shù)值，設(shè)計(jì)者還要根據(jù)制造零件的工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格加以圓整；

2、在一般機(jī)器設(shè)計(jì)中，只有一部分零件是通過計(jì)算確定其形狀和尺寸的,而其余的零件則僅根據(jù)工藝要求和結(jié)構(gòu)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)；

3、設(shè)計(jì)工作是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行的過程，經(jīng)過多次修改方案，改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù),才能得到比較合理的結(jié)果。產(chǎn)品是否具有創(chuàng)新性，很大程度上取決于原理方案設(shè)計(jì)調(diào)查研究

結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)原理方案設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)施工設(shè)計(jì)試制、批量生產(chǎn)、銷售

可行性報(bào)告設(shè)計(jì)任務(wù)書原理方案圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖總裝配圖部裝圖、零件圖技術(shù)文檔三.機(jī)械設(shè)計(jì)的一般過程設(shè)計(jì)任務(wù)強(qiáng)度條件(或剛度)設(shè)計(jì)計(jì)算尺寸校核計(jì)算強(qiáng)度條件(或剛度)四.機(jī)械零件傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法1.理論設(shè)計(jì)2.類比設(shè)計(jì)3.經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)：4.模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：計(jì)算準(zhǔn)則:載荷的類型：名義載荷：計(jì)算載荷：在理想的平穩(wěn)工作條件下作用在零件上的載荷。§8-2機(jī)械零件的強(qiáng)度計(jì)算載荷=K×名義載荷載荷系數(shù)強(qiáng)度——抵抗斷裂和殘余變形的能力靜應(yīng)力：變應(yīng)力：一.應(yīng)力的種類對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力靜應(yīng)力：靜應(yīng)力

對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力

非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力

脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力

變應(yīng)力對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力非對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力穩(wěn)定變應(yīng)力不穩(wěn)定變應(yīng)力塑性材料σS脆性材料σB

脆性材料取強(qiáng)度極限sB(tB)

塑性材料取屈服極限s